隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，粉煤灰的年排放量及累積堆存量日益增加，其對(duì)環(huán)境造成的影響日益受到人們的重視，綜合利用粉煤灰變得刻不容緩。近年來(lái)，在我國(guó)高速公路建設(shè)中，粉煤灰的綜合利用日益增多。粉煤灰路基的壓實(shí)度及穩(wěn)定性與粉煤灰自身的滲透率密切相關(guān)。而國(guó)內(nèi)外對(duì)于粉煤灰滲透率的研究，大都局限在試驗(yàn)階段。因此，如何合理有效地評(píng)價(jià)粉煤灰的滲透性很有意義。本文運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，結(jié)合分形理論，對(duì)粉煤灰的滲透率進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得到了基于分形理論的粉煤灰滲透率計(jì)算公式。
　　 本文首先綜合論述了多孔介質(zhì)微觀孔隙結(jié)構(gòu)的研究方法以及有關(guān)粉煤灰滲透率的試驗(yàn)研究方法。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，利用粉煤灰孔隙與顆粒具有不同的灰度值的原理，通過(guò)閥值分割的方法將粉煤灰孔隙從顆粒背景中提取出來(lái)作為研究對(duì)象，并獲得粉煤灰的孔隙結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)（如孔隙數(shù)量、孔隙當(dāng)量圓直徑、孔隙圓度、孔隙面積等），然后結(jié)合分形理論，提出了粉煤灰孔隙半徑分布分形模型，并求得粉煤灰孔隙半徑分布分形維數(shù)，最后分析研究了不同干密度下粉煤灰孔隙半徑分布分形維數(shù)的區(qū)別。
　　 根據(jù)修正的Hagen-Poiseulle方程，結(jié)合線性滲流方程—達(dá)西定律，建立了基于分形理論的粉煤灰滲透率理論計(jì)算公式，并由此公式計(jì)算了不同干密度下粉煤灰的滲透率。最后對(duì)粉煤灰滲透率分形理論計(jì)算公式中的相關(guān)參數(shù)，如區(qū)間Ⅰ和區(qū)間Ⅱ的孔隙半徑分布分維數(shù)D1、D2，孔隙迂曲分形維數(shù)DT，最大孔隙直徑λmax以及拐點(diǎn)孔隙直徑λg進(jìn)行參數(shù)分析，研究各個(gè)參數(shù)對(duì)粉煤灰滲透率的影響情況。
　　 通過(guò)室內(nèi)變水頭試驗(yàn)得到了不同干密度情況下的粉煤灰試樣的滲透系數(shù)，然后通過(guò)滲透系數(shù)與滲透率的轉(zhuǎn)化關(guān)系得到了不同干密度情況下粉煤灰試樣滲透率的試驗(yàn)值，最后將其與不同干密度情況下粉煤灰滲透率的分形理論值相比較，驗(yàn)證基于分形理論的粉煤灰滲透率計(jì)算公式的準(zhǔn)確性，并對(duì)煤灰滲透率的分形理論值與試驗(yàn)值產(chǎn)生差別的原因進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：粉煤灰路基  孔隙結(jié)構(gòu)  數(shù)字圖像處理技術(shù)  分形理論  變水頭滲透試驗(yàn)  高速公路建設(shè)